含多種金屬的磷化廢水中磷的處理研究

摘要：以深圳某精密零件廠(chǎng)所產(chǎn)生的含多種金屬磷化廢水為例，探討了對磷化廢水的處理，實(shí)驗采用不同化學(xué)混凝劑對含多種金屬廢水進(jìn)行 處理。通過(guò)比較不同PH值以及不同沉淀劑對磷化廢水中總磷和各金屬去除率的影響，確定最佳處理方案。研究結果表明：采用以Fe（C）l3和Ca （OH）2為沉淀劑配合使用得到良好的處理效果。

關(guān)鍵詞：磷化廢水；廢水處理；化學(xué)沉淀法

目前，國內外污水除磷技術(shù)主要有生物法和化學(xué)法兩大類(lèi)[1]，生物法如A/O、A2/O、UCT工藝，主要適合處理低濃度及有機態(tài)含磷廢水[化學(xué)法主要有混凝沉淀法、結晶法、離子交換吸附法、電滲析、反滲透等工藝，主要適合處理無(wú)機態(tài)含磷廢水，其中，混凝沉淀與結晶綜合處理 技術(shù)可以處理高濃度含磷廢水，除磷率較高，是一種可靠的高含磷廢水處理方法[3]。

1.試驗部分

1.1 試驗主要試劑及儀器

試驗藥劑：5%左右的石灰乳、10%Fe（C）l 蒸餾水；

試驗儀器：200ml燒杯、50ml量筒、漏斗、中 速定性濾紙、多功能磁力攪拌器（上海司樂(lè )儀器 廠(chǎng)）、722型光柵分光光度計（上海精密科學(xué)儀 器有限公司）、XJ-Ⅲ消解裝置（韶關(guān)市市明天 環(huán)保儀器有限公司）、原子吸收裝置。

1.2試驗過(guò)程和結果分析

1.2.1 PH對廢水各成分濃度的影響

取120ml廢水，不加任何沉淀劑的情況下只用NaOH調節其PH，分析原水各組分的變化，當總磷的PH在5到10的范圍內變化十分明顯，原因是磷酸的三步離解產(chǎn)生H+被OH-消耗使得平衡向右移動(dòng)產(chǎn)生的PO43-也逐漸增多在廢水中的一部分金屬就與PO43-結合形成沉 淀，從而使總磷集聚下降。但當PH繼續升高變化就不在明顯，原因可能是OH-開(kāi)始與適合此PH沉淀的金屬反應而非與PO43-。當PH到 12的時(shí)候總磷稍有增加，其原因可能是Z （PO）42中的Zn2+轉化為ZnO2-，總磷又轉化為正 磷酸鹽。這樣，通過(guò)調PH大于9小于12，不僅 能降低廢水中的TP，也能去除一部分金屬離子。

下圖（圖1）PH的變化對水中COD的影響，有曲線(xiàn)可知PH在5～9的時(shí)候變化明顯，當 PH為11的時(shí)候稍有上升，PH為12時(shí)有開(kāi)始下降。

下圖（圖2）金屬的變化。其中只有Zn2+隨 PH增大到11以后含量逐漸增大，其原因在于 Zn（OH）2的溶解度在在PH為8時(shí)候就已經(jīng)沉 淀完全，而在10.5時(shí)開(kāi)始溶解，在PH到12～13 的時(shí)候完全溶解。其余金屬離子銅變化最大，鎳 變化不明顯。據有關(guān)資料證實(shí)N（iOH）2開(kāi)始沉 淀的PH為6.7～7.7，沉淀完全的PH為9.5，Cu（OH）2則在PH7～9沉淀完全，由圖看來(lái)，當PH 大于11后又有變化，原因可能是離解的PO43- 與Cu2+反應生成Cu3（PO）42沉淀促使Cu2+進(jìn)一 步降低。

最后可以得出結論：在利用沉淀劑沉淀時(shí)須考慮先后順序，在適合的PH范圍內除最多的磷和金屬離子，以達到沉淀完全。

1.2.2 Fe3+除磷的試驗

根據磷的含量計算出FeCl3的理論投加量 為65.4mg/l。常溫下，取磷化廢水120ml加入 10%的FeCl3溶液10ml，攪拌10分鐘，靜置后 過(guò)濾，取上清液分析磷的變化如表1：

從表1可見(jiàn)，盡管FeCl3投加量較理論投加量多，但是磷的去除率相對而言不是非常理想，從化學(xué)反應的觀(guān)點(diǎn)上來(lái)看，藥劑的投加量取決于磷的存在量。但一般情況下，實(shí)際中化學(xué)藥劑的投加量都是大于根據化學(xué)式計算的投加量，這是因為污水中的氫氧根離子和金屬離子生成氫氧化物沉淀而消耗一定數量的金屬離 子，雖然氫氧化物沉淀也吸附一部分的磷，但是不能去除廢水中溶解的磷。[5]

1.2.3 C（aOH）2對廢水處理效果

由于Ca（OH）2與廢水中各元素發(fā)生反應 較復雜，磷酸根在Ca（OH）2加入的同時(shí)，由 于PH值的升高，可產(chǎn)生不同的化合物沉淀。 可能先生成CaHPO·42H2O而后產(chǎn)生較穩定的 Ca10（PO）46（OH）2。其化學(xué)反應為：

2Ca（OH）2→2Ca2++4OH-

2Ca2++HPO4-+4OH-→Ca2HPO（4OH）2+2OH-

4Ca2HPO（4OH）2+2Ca2++2HPO4-→Ca1（0PO）46 （OH）2↓+6H2O[4]

因此，本試驗將以除磷的理論投加量為試 驗投加量的標準。

試驗一：常溫下，取磷化廢水120ml于 200ml燒杯中，緩慢加入5%的Ca（OH）2溶液 20ml攪拌10分鐘，靜置后過(guò)濾，取上清液對各 元素含量進(jìn)行分析，結果如表2所示。

由試驗結果對比可知：在用石灰乳為沉淀 劑時(shí)，對銅、磷、鋅的處理效果較為理想，而對于 鎳則較差，其原因可能是Ni2+與OH-結合時(shí)間 較長(cháng)，使得大量OH-與Zn2+和Cu2+先反應。

1.2.4 FeCl3與Ca（OH）2投放的先后順序對 廢水處理效果試驗

（1）取120ml廢水，加5%的石灰乳20ml 攪拌10分鐘后，再加入10%的FeCl3調PH約 為8，繼續攪拌10分鐘靜置后過(guò)濾。取上清液 進(jìn)行分析，結果如表3所示。

（2）取120ml廢水，加10%的FeCl310ml攪 拌10分鐘后加入5%的石灰調PH約為8，繼續 攪拌10分鐘，靜置后過(guò)濾。取上清液進(jìn)行分析， 結果如表4所示。

經(jīng)試驗處理的污染物均達到排放標準。

2 結論

使用沉淀劑對磷化廢水進(jìn)行物化加料實(shí)驗 時(shí)，經(jīng)一系列對比后得出最佳工藝條件為：以 FeCl3為絮凝劑，石灰乳為沉淀劑兼PH調節劑 效果最佳。

參考文獻
[1]張林生，鞠宇平，周瑜等.石灰沉淀結晶法處 理高濃度含磷廢水[J].給水排水，2002，28（5）：42-45.
[2]湯清家.處理磷化廢水的試驗研究[J].工業(yè)水 處理，1989，9（2）：22-24.
[3]傅軍.利用混凝沉淀法去除噴粉工藝中的磷 化廢水[J].海岸工程，2000，19（3）：62-64.
[4]謝永紅.污水脫磷的幾種化學(xué)方法[J].青海環(huán) 境，2002（12）：34-36.
[5]鄭敏，張代均.廢水化學(xué)法脫氮和化學(xué)法除磷 的研究[J].2006，16（1）.

作者簡(jiǎn)介：王武雄（1981~），男，深圳市危險廢物處理站有限公司，車(chē)間主任，助理工程師， 主要從事工業(yè)廢水的處理。來(lái)源：王武雄 代金煥 張國標